Soldering Methods of PCB Chip Package and Processes

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Soldering Methods of PCB Chip Package and Processes

Soldering is a critical part of a PCB chip package. Soldering processes involve a combination of techniques, including focused IR, convection, and non-focused IR. Each method involves a gradual heating of the package, followed by cooling the entire assembly.

Soldering process

Soldering is the process of joining solder balls and other solder materials to PCB chip packages. This process is done using two types of methods. The convection method and the reflow process. The first type involves a heating process using a flux that forms a liquid. In both processes, the peak temperature is controlled. However, the reflow process must be performed with enough caution to prevent the formation of brittle solder joints.

Depending on the components used in the PCB, the soldering process can be either soft or hard. The type of soldering iron used must be suitable for the kind of components. The process should be done by a PCB assembly and manufacturing services provider who has extensive experience with PCBs and knows the exact way to implement each process.

Dimensions of solder pads

The dimensions of solder pads on a PCB chip package are critical to ensure that the component’s performance is optimized. This is especially true in the high-frequency area where component placement and soldering techniques may not be as accurate as required. The IPC-SM-782 standard is a valuable reference document for optimum component placement and soldering. However, blindly following the document’s requirements may result in suboptimal high-frequency performance or high-voltage problems. In order to avoid these problems, PCBA123 recommends that solder pads be kept small and in a single row.

In addition to pad sizes, other factors such as component placement and alignment are also important. Using incorrectly sized pads can result in electrical problems, as well as limiting the manufacturability of the board. Therefore, it is important to follow the industry’s recommended PCB pad sizes and shapes.

Fluxing

Fluxing is an important component of the soldering process. It removes metallic impurities and oxides from the soldering surface to present a clean surface for high-integrity solder joints. The flux residue is removed in a final cleaning step, which will depend on the type of flux used.

There are many different fluxes used for the soldering process. They range from resin to rosin-based. Each of them serves a different purpose and is categorized by activity level. The activity level of the flux solution is usually listed as L (low activity or halide-free) or M (medium activity, 0 to 2% halide), or H (high activity, up to 3% halide content).

One of the most common defects is mid-chip solder balls. A common solution for this problem is to alter the stencil design. Other methods include using nitrogen during the soldering process. This prevents the solder from vaporizing, allowing the paste to form a superior bond. Finally, a washing step helps remove any grit and chemical residue from the board.

検査

There are several different types of testing tools that can be used to inspect PCB chip packages. Some of them include in-circuit testing, which uses probes that connect to different test points on the PCB. These probes can detect poor soldering or component failures. They can also measure voltage levels and resistance.

Improper soldering can cause problems with the circuitry of the PCB. Open circuits occur when solder does not reach the pads properly or when solder climbs up on the surface of the component. When this happens, the connections will not be complete, and the components will fail to work correctly. Often, this can be avoided by carefully cleaning the holes and ensuring that molten solder covers the leads evenly. Otherwise, excess or incomplete solder coverage can cause the leads to dewet or become non-wetting. To prevent dewetting, use high quality solder and quality assembly equipment.

Another common way to detect defect on PCBs is through Automated Optical Inspection (AOI). This technology uses cameras to take HD pictures of the PCB. It then compares these images with pre-programmed parameters to identify the components’ defect status. If any defect is detected, the machine will mark it accordingly. AOI equipment is generally user-friendly, with simple operations and programming. However, AOI may not be useful for structural inspections, or for PCBs with large numbers of components.

Rectification

The soldering processes used in the manufacture of electronic products should adhere to certain standards and guidelines. In general, a solder mask should be at least 75% thick to guarantee reliable solder joints. Solder pastes should be applied onto PCBs directly, not screen-printed. It is best to use a stencil and jig suited to a particular package type. These stencils use a metal squeegee blade to apply solder paste onto a package’s surface.

There are several benefits to using a wave soldering process instead of the traditional flux spraying method. The wave solder process uses a mechanical wave soldering process to adhere parts to PCBs with high levels of stability. This method is more expensive, but provides a safe and reliable method of fixing electronic components.

Introduction About Single Sided and Double Sided SMT Assembly

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Introduction About Single-Sided and Double-Sided SMT Assembly

Single-sided and double-sided SMT assemblies differ in terms of component density. Single-sided SMT assembly has a higher density than double-sided SMT assembly and requires a higher amount of heat to process. Most assemblers process the higher-density side first. This minimizes the risk of components falling out during the heating process. Both sides of the reflow assembly process require the addition of SMT adhesive to hold the components in place during the heating operation.

FR4 PCB

Single-sided PCBs are the most common. In a single-sided board, all the components are located on one side of the board, and assembly is only needed on that side. Double-sided boards have traces on both sides of the board, which reduces their footprint. Double-sided boards also offer better heat dissipation. The manufacturing process for double-sided boards is different than for single-sided PCBs. During the double-sided process, copper is removed from the double-sided board and then reinserted after an etching process.

Single-sided PCBs are also easier to manufacture and less expensive. Manufacturing a single-sided PCB includes several stages, including cutting, drilling holes, circuit treatment, solder resist, and text printing. Single-sided PCBs also undergo electrical measurements, surface treatment, and AOI.

PI copper-clad board

The PI copper-clad board single-sided and double-sided smt assembly process involves the use of a polyimide cover film to laminate copper on one side of the PCB. The copper-clad board is then pressed into position by an adhesive glue that opens at a specific position. Afterwards, the copper-clad board is patterned with anti-welding resistance and the part guide hole is punched.

A single-sided flexible PCB is composed of a PI copper-clad board with one conductor layer, usually rolled copper foil. This flexible circuit is covered with a protective film after the circuit is completed. A single-sided flexible PCB can be manufactured with or without a cover layer, which acts as a protective barrier to protect the circuit. Single-sided PCBs have only one layer of conductors, which is why they are often used in portable products.

FR4

FR4 is a grade of epoxy resin that is commonly used in PCB fabrication. This material offers excellent heat and flame resistance. The FR4 material has a high glass transition temperature, which is crucial for high-speed applications. Its mechanical properties include tensile and shear strength. Dimensional stability is tested to ensure the material does not change shape or lose its strength in various working environments.

FR4 single-sided and double-stacked multi-layer boards consist of an FR4 insulating core and a thin copper coating on the bottom. During manufacturing, through-hole components mounted on the component side of the substrate with leads running through to copper tracks or pads on the bottom side. In contrast, surface-mounted components mount directly on the solder side. While they are very similar in structure and construction, the primary difference is in the placement of the conductors.

FR6

Surface Mount Technology (SMT) assembly is an efficient way to attach electronic components to printed circuit boards without the need for holes. This type of technology is suitable for both leaded and non-leaded components. With the double-sided SMT technique, the printed circuit board (PCB) has two conductive layers – one on the top and one on the bottom. The copper covering on both sides of the board acts as a current-carrying material and helps in the attachment of components to the PCB.

For single-sided boards, it is easy to use simple support pillars. For double-sided boards, additional support is required. The free area around the board should be at least 10 mm.

FR8

The process of FR8 single-sided and double smt assembly is similar to the general assembly process with a few differences. Both processes use adhesive and solder paste. They are followed by cleaning, inspection, and testing. The finished product must meet the specifications specified by the designer.

Single-sided boards are more common and have a smaller footprint. However, double-sided boards reduce space requirements and maximize heat dissipation. During the etching process, copper is removed from the double-sided side. It is reinserted after the process.

PCBインピーダンス計算モデルの作成方法

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PCBインピーダンス計算モデルの作成方法

Using a Smith chart

The Smith chart is a useful tool when you want to determine the impedance of a circuit. It is a visual representation of the complex resistance versus frequency of an electrical circuit. It also shows the locus of impedance versus frequency, which is necessary for stability analysis and oscillation avoidance. Many PCs have the ability to display impedance values numerically, but the Smith chart helps you visualize the possibilities.

The Smith chart can be used to evaluate the signal path between a PC board’s contact pads and an electronic device. This device may be an IC, a transistor, or a passive component. It can also contain internal circuitry. By using this chart, you can determine the impedance of a circuit board and use it to design an electrical circuit.

The Smith chart can be used to identify the different types of impedance models encountered in pcb design. It has three shapes: bounded, unbounded, and inverted. A point in the center of a Smith chart represents an unbounded impedance model, whereas a point on the outer circle represents an inverted impedance model.

By using a Smith chart to calculate impedance, you can easily match the source and destination impedances. You can then calculate the size of your matching network. The size of the matching network depends on the amount of shift required between the source and the destination impedance. In addition, the series and parallel L and C values shift a point along the constant resistance and reactance curves. If the resistance decreases, you can add more R values to the end of the line.

Using a 3D field solver

PCB impedance calculation is a necessary step during the PCB design process. It involves calculating the transmission line or trace impedance on the PCB based on the design configuration. If the PCB is complex or contains multiple layers, the use of a 3D field solver can yield the most accurate impedance calculation.

Impedance calculation models usually assume that the cross-section is rectangular and that the current is perfectly returned. However, real cross-sections may be polygonal and can even cross gaps in the reference layer. This can cause significant distortions on the signals, especially in high-speed nets.

The solver supports two types of ports: wave ports and lumped ports. In both cases, you must explicitly define which type of port you want to use. You can either specify a plane for the wave port by using the geometry or define it manually by using the Wave Custom Size type.

Most 3D field solvers generate S-parameter behavioral models. These models are a simplified schematic representation of the actual device. As such, they require many iterations. For instance, you can create a simulation with many circuit models and compare their results.

PCB impedance calculations are essential for PCB design. It is important to model the regulated impedance of your PCB, so that you can avoid impedance mismatches. In addition, it is important to work closely with your PCB manufacturer. Your PCB manufacturer may have a dedicated CAM department that can provide appropriate indications for solving impedance-related design questions. However, it is important not to completely hand over control of impedance issues to an external party.

RFおよびマイクロ波設計におけるロジャーPCB材料の選択と使用方法

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RFおよびマイクロ波設計におけるロジャーPCB材料の選択と使用方法

When choosing a PCB material for your next RF or microwave design, there are a few important considerations you should make. These include the bearing temperature, the maximum and minimum operating temperatures, and the reversibility of the material. For example, if your project requires a high bearing temperature, you’ll probably want to use Rogers PCB.
RF

If your circuit board design requires a high-frequency and low-dielectric constant material, you might be wondering how to choose and use Roger PCB material. Fortunately, you have several options. Teflon-based cores are available from many companies. These materials can be very flexible. This makes them great for single-bend applications. They also offer the high reliability and electrical performance associated with a PTFE substrate.

Microwave

When deciding which PCB material is best for your RF or microwave design, consider the type of frequencies that you need to cover. In general, you should choose a low dielectric constant material for these applications. Low dielectric constant materials have low signal losses and are ideal for RF microwave circuits.

High-speed

The selection of the right PCB material is crucial for radio-frequency and microwave designs. Rogers PCB material has the characteristics necessary to withstand high temperatures and maintain reliability. It has a high glass transition temperature of approximately 280 degrees Celsius and stable expansion characteristics throughout the entire circuit processing temperature range.

Dielectric layer

When designing RF or microwave PCBs, the dielectric layer is an important performance parameter. The material must have a low dielectric constant and smallest tangent to resist dielectric losses, and it must have high thermal and mechanical stability. Teflon is an excellent material for this purpose. It is also known as Teflon PCBs. A dielectric material with a low thermal coefficient of expansion is necessary for the stability of a filter or oscillator. The material should also have matching X and Z-axis coefficients of thermal expansion.

Trace width

Using Rogers PCB material is an excellent way to improve the performance of your designs. This dielectric material has a wide range of dielectric constant values, which makes it an excellent choice for high-speed applications. Besides, it is compatible with FR-4.

Signal loss tolerance

As PCB designs become more complex, smaller, and faster, the need for control over impedance becomes increasingly important. Controlling substrate impedance is essential to allowing signals to travel efficiently across the trace or reference plane. Improper substrate impedance can cause signals to fall outside of their specified range. By incorporating a Rogers 4000 Series laminate, designers can provide impedance control while still enhancing the overall design. This is particularly important in high-speed digital applications.

PTFE

When implementing RF or microwave PCBs, the dielectric constant (Dk) of the circuit board material is critical. The higher the dielectric constant, the shorter the wavelength of the circuit. A PTFE Rogers PCB material with a high Dk is a great choice for microwave PCBs.

Rogers RT/Duroid 5880

RT/Duroid 5880 is a glass microfiber reinforced PCB material, with low dielectric constant and low loss. This material is a good choice for microwave or RF designs. It has low density and is compatible with high-temperature soldering.

両面SMD基板はどのように組み立てられるか？全工程と比較

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両面SMD基板はどのように組み立てられるか？全工程と比較

この記事では、両面SMD基板と片面SMD基板のコストと組み立て工程を比較します。また、両タイプの基板のメリットとデメリットについても取り上げます。さらに、はんだ付けとはんだペースト印刷の違いを理解するのにも役立ちます。

片面基板と両面基板の比較

片面SMD基板と両面SMD基板は多くの点で異なる。両面基板はスペースが広く、より多くの部品や接続を搭載できます。複雑な電子機器に最適です。両面基板は一般的に高価で、組み立ても複雑です。しかし、いくつかの利点があります。

片面プリント基板は、製造工程がよりシンプルです。はんだごてを使用する必要がなく、複雑な工具も必要ありません。片面PCBは様々な材料があり、ほとんどの場合安価です。また、これらの基板は柔軟性が高く、製造コストが低くなります。

両面基板は表面積が広く、複雑な回路では好まれることが多い。片面基板は、スルーホールと表面実装の両方の部品で作ることができる。しかし、両面基板では、部品は上面か下面のどちらかに実装される。

両面基板は複雑な回路に対応できる柔軟性があるが、スペースに問題がある場合は片面基板が良い選択肢となる。片面基板は両面基板よりも大きな回路に対応できるが、片面基板では大きすぎることもある。多くの接続がある複雑な回路を作る必要がある場合、部品間にワイヤージャンパーを取り付ける必要があるかもしれません。

両面基板の利点には、回路レイアウトの複雑化とコスト効果がある。両面PCBは、より多くのステンシルと追加装置を必要とするため、より高価でもある。さらに、両面PCBは間接費が高くなる可能性があります。基板の設計によっては、両面PCBはより複雑な回路設計とより多くの穴が必要になる場合があります。

ソルダーペースト印刷とはんだ付け

はんだペースト印刷は、はんだペーストをベアボードや部品実装部分に塗布するプロセスです。その工程は複雑で、細かな工程が必要となります。精度を確保するため、ソルダーペーストは3Dで測定され、誤差を少なくすることができます。はんだペーストがベアボードに塗布されると、次のステップは表面実装部品を配置することです。正確でミスのない工程を提供する機械は、この工程に最適です。

ソルダーペーストにはさまざまな種類と品質があり、大規模なPCBアセンブリ工場から工業用として大量に購入することができます。また、ステンシルベンダーやソルダーペーストサプライヤーから少量ずつ購入することもできます。どちらのタイプのソルダーペーストも適切な保管が必要で、気密性の高い容器で保管する必要があります。ソルダーペーストは表面積が大きいため、酸化が深刻な問題になることがあります。

電子製品の複雑化により、PCBA基板は小型化している。さらに、多くのPCBAには複数の種類の部品が含まれています。ほとんどのPCBAは、SMD部品とスルーホール部品の組み合わせで梱包されています。

さまざまな部品が多すぎると、はんだ付けプロセスに影響を与える可能性があります。

ソルダーペースト印刷には正確な印刷工程が必要です。ソルダーペースト印刷に使用するスキージはステンレス製で、45～60度の角度が必要です。スキージの角度によって、表面に塗布されるソルダーペーストの量が決まります。さらに、スキージの圧力もペーストの形状を決定します。ステンシルストリップの速度も印刷されるソルダーペーストの量に影響します。速度が速すぎると、ペーストのエッジが高くなってしまいます。

両面SMD基板の組み立てコスト

両面SMD基板の組み立ては、標準的な片面基板よりも高価で複雑です。正確なコストは、特定のセットアップによって異なります。2つの大きな違いは、スルーホールの数と導体の配置です。この2つのオプションを比較することで、コストの目安を知ることができます。

両面SMD基板の組み立て工程は、まず基板の第1面を加工することから始まる。その後、第2面をはんだ付けする。リフローはんだ付け工程では、部品の重量を考慮する必要がある。部品が重い場合は、はんだ付けの前に接着剤で固定することができる。

PCBアセンブリの平均的なコストは、3～4ドルから数百ドルである。しかし、価格は設計の複雑さや諸経費によって異なります。また、PCBに穴あけ加工が必要な場合、製造・組立コストは平均より高くなります。

両面SMD基板の組み立てにかかる全体的なコストは、設計の複雑さと製品の性能要件によって異なります。PCBアセンブリは、熟練した人間の労働力と自動化された機械が関与する非常に複雑なプロセスです。この工程には多くの層が含まれるため、部品点数が増えるにつれて総コストも増加します。

さまざまなPCBはんだ付けプロセス

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さまざまなPCBはんだ付けプロセス

プリント基板のはんだ付けに関しては、いくつかの選択肢があります。リフロー、表面実装技術、ウェーブはんだ付けです。これらについて詳しく学びましょう。それぞれに利点と欠点があります。あなたのプリント基板にはどれが最適ですか？

ウェーブはんだ付け

プリント基板上の電子部品のはんだ付けには、ウェーブはんだ付けプロセスが使用される。このプロセスでは、プリント基板を溶融はんだの鍋に通し、はんだの定在波を発生させて、電気的および機械的に信頼性の高い接合部を形成します。この工程は、スルーホールの部品組み立てに最も一般的に使用されるが、表面実装にも使用できる。

当初、スルーホールのはんだ付けにはウェーブはんだが使用されていた。このプロセスにより、両面プリント基板や多層プリント基板の開発が可能になった。最終的には、スルーホールとSMD部品の両方を使用するハイブリッドPCBアセンブリにつながった。今日では、フレキシブル・リボンで構成された回路「基板」もある。

初期のウェーブはんだ付けプロセスでは、ロジン濃度の高いフラックスが使用されていた。通常、これらの液体フラックスは、SMDを含まないウェーブはんだ付けアセンブリにのみ使用されていました。この方法では、高価なはんだ付け後の洗浄が必要でした。

表面実装技術

表面実装技術は、プリント基板を製造する一般的な方法である。部品を小型化し、プリント回路基板に近接して実装することができる。これにより、集積回路を小型化し、より多くの機能を提供することができる。しかし、より多くの設備投資を必要とする。

表面実装技術では、PCB表面に部品をはんだ付けします。スルーホール実装やウェーブはんだ付けなど、他のPCBはんだ付けプロセスよりも優れています。スルーホール実装と比較して、表面実装PCBはより高い実装密度と信頼性を達成することができます。また、振動や衝撃にも強くなります。これらは一般的に民生用電子機器に使用されています。

表面実装技術は1960年代に初めて導入され、エレクトロニクス分野で非常に普及している。今日、表面実装技術を用いて作られた部品は多岐にわたる。これには、多種多様なトランジスタやアナログIC、ロジックICが含まれる。

選択はんだ付け

プリント基板の選択はんだ付けは、メーカーが製品をより迅速かつ容易に販売できるようにする費用対効果の高いプロセスです。その利点には、繊細な部品を熱から保護し、はんだ付け時間を短縮できることが挙げられます。さらに、このプロセスは、一度はんだ付けされた基板の修理や手直しにも使用できます。

選択はんだ付けには、主に2つの方法がある。ドラッグソルダリングとディップソルダリングである。これらのプロセスにはそれぞれ長所と短所があります。そのため、それぞれを理解した上で、どちらが最適かを判断することが重要です。

選択はんだ付けには多くの利点があり、多くのPCBアセンブリに適した方法です。回路基板の全コンポーネントを手作業ではんだ付けする必要がなくなるため、組み立てが迅速になります。さらに、基板の熱による劣化を抑えることができます。

PCBの種類と機能

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PCBの種類と機能

医療用PCB

医療分野では、血圧モニター、輸液ポンプ、心拍数モニターなど、さまざまな製品でPCBが重用されています。これらのデバイスは、小さな電子部品を通して患者に正確な量の液体を供給します。技術の向上とともに、医療業界はPCBの新しい用途を見つけ続けるでしょう。

プリント基板

プリント回路基板は、多くの産業にとって不可欠なものである。巨大な機械から消費者向け機器まで、さまざまな製品に使用されている。ここでは、これらの基板の一般的な用途をいくつか紹介する。産業用アプリケーションでは、高い電力と極端な温度に耐えることが要求されます。また、過酷な化学薬品や振動する機械にさらされることもあります。そのため、多くの産業用PCBは、より厚く耐熱性のある金属で作られています。

冷蔵庫の電源からモノのインターネットの実現まで、プリント基板の用途は多岐にわたる。以前は電子化されていなかった機器でさえ、今では電子部品が使われている。プリント回路基板は産業環境でも広く使用されており、物流センターや製造施設の機器の多くに電力を供給している。

環境への影響

PCBは、多くの製品の製造に広く使われているプラスチック化学物質である。1929年に初めて製造され、シーリング材、インク、切削油などに幅広く使用された。1966年に五大湖で検出され、北米全域でPCBの製造と輸入が禁止された。PCB濃度は1980年代後半まで下がり続け、その後再び上昇に転じた。

PCBには、化学物質のほかに、内分泌かく乱作用や神経毒性を引き起こす類似物質も含まれている。これらの類似体はポリ臭化ビフェニルであり、同じ環境問題の多くを共有している。化学的性質が似ており、加水分解や酸、温度変化に強い。さらに、高温や化学物質にさらされるとジベンゾジオキシンを生成する可能性がある。

多層PCB

多層PCBは一般的なプリント回路基板の一種で、さまざまな用途に使用されています。多層設計は、柔軟性、軽量性、耐久性を必要とする電子機器に最適です。これらの基板は、フレキシブルPCBとリジッドPCBの両方の機能を果たすことができ、ほとんどすべての現代の複雑な電子機器に使用されています。

PCBは医療業界でもよく使われている。X線やCATスキャン装置、血圧や糖分の検査装置などに使用されています。多層PCBは、強力な性能を発揮しながら非常に小型化できるため、これらの用途で特に有用です。

健康への影響

低レベルのPCB暴露では、健康に悪影響を及ぼす可能性は低い。しかし、大量に暴露されると、健康への悪影響のリスクが高くなる可能性がある。アボリジニの人々、猟師や釣り人、そして家族は特にリスクが高い。幸い、PCB暴露を減らす方法はいくつかある。PCBを含まない食品を食べること、頻繁に手を洗うこと、汚染された水や魚を避けることなどである。

PCBは人間や動物に健康への悪影響を及ぼす可能性があることが、これまでの研究で明らかになっている。PCBは発がん性の可能性が高い物質として分類されており、脳の発達や神経機能に影響を与える可能性がある。PCBへの暴露は、短期記憶力の低下やIQの低下にもつながる可能性がある。

高周波設計におけるアースの扱い方

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高周波設計におけるアースの扱い方

High frequency designs need to address the issue of grounding. There are several issues that need to be addressed when it comes to grounding. These include the impedance of grounding conductors and grounding bonds, DC path dominating low-frequency signals, and single-point grounding.

Impedance of grounding conductors

The grounding electrode of a typical grounded electrical system is in parallel with the ground rods located on the line side of the service, transformers, and poles. The rod under test is connected to the grounding electrode. The equivalent resistance of the line side ground rods is negligible.

A single-point grounding method is acceptable for frequencies below one MHz, but it is less desirable for high frequencies. A single-point grounding lead will raise the ground impedance due to wire inductance and track capacitance, while stray capacitance will create unintended ground return paths. For high-frequency circuits, multipoint grounding is necessary. However, this method creates ground loops that are susceptible to magnetic field induction. Therefore, it is important to avoid using hybrid ground loops, especially if the circuit will contain sensitive components.

Ground noise can be a major problem in high frequency circuits, especially when the circuits draw large varying currents from the supply. This current flows in the common-ground return and causes error voltage, or DV. This varies with the frequency of the circuit.

Impedance of bonding conductors

Ideally, the resistance of bonding conductors should be less than one milli-ohm. However, at higher frequencies, the behavior of a bonding conductor is more complex. It can exhibit parasitic effects and residual capacitance in parallel. In this case, the bonding conductor becomes a parallel resonant circuit. It can also exhibit high resistance due to the skin effect, which is the flow of current through the outer surface of the conductor.

A typical example of a conducted interference coupling is a motor or switching circuit fed into a microprocessor with an earth return. In this situation, the earthing conductor’s impedance is higher than its operating frequency, and it is likely to cause the circuit to resonant. Because of this, bonding conductors are typically bonded at multiple points, with different bonding lengths.

DC path dominating for low-frequency signals

It is widely assumed that DC path dominating for low-frequency signals is easier to implement than high-frequency circuits. However, this method has several limitations, especially in integrated implementations. These limitations include flicker noise, DC current offsets, and large time constants. Moreover, these designs usually use large resistors and capacitors, which can produce large thermal noise.

In general, the return current of high-frequency signals will follow the path of least loop area and least inductance. This means that the majority of the signal current returns on the plane via a narrow path directly below the signal trace.

Single-point grounding

Single-point grounding is an essential element in protecting communications sites from lightning. In addition to effective bonding, this technique offers structural lightning protection. It has been extensively tested in lightning-prone areas and has proven to be an effective method. However, single-point grounding isn’t the only consideration.

If the power level difference between the circuits is large, it may not be practical to use series single-point grounding. The resulting large return current can interfere with low-power circuits. If the power level difference is low, a parallel single-point grounding scheme can be used. However, this method has many disadvantages. In addition to being inefficient, single-point grounding requires a larger amount of grounding, and it also increases the ground impedance.

Single-point grounding systems are generally used in lower frequency designs. However, if the circuits are operated at high frequencies, a multipoint grounding system can be a good choice. The ground plane of a high-frequency circuit should be shared by two or more circuits. This will reduce the chances of magnetic loops.

Power interference

Power interferences can degrade the performance of a circuit and can even cause serious signal integrity problems. Hence, it is imperative to deal with power interferences in high frequency design. Fortunately, there are methods for dealing with these problems. The following tips will help you reduce the amount of power interference in your high frequency designs.

First, understand how electromagnetic interferences occur. There are two main types of interference: continuous and impulse. Continuous interference arises from man-made and natural sources. Both types of interference are characterized by a coupling mechanism and a response. Impulse noise, on the other hand, occurs intermittently and within a short time.

無電解錫めっきPCBパッドにおけるはんだ付け不良の故障解析

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無電解錫めっきPCBパッドにおけるはんだ付け不良の故障解析

Soldering defects are a common cause of PCB failure. There are several different types of defects that can lead to PCB failure. The article below explores three types of defects: Wetting, Plating through hole barrel cracking, and Liquid fluxes.

Wetting defects

Exposure to environmental factors during the manufacturing process can affect the wetting ability of immersion tin pcb pads. This can reduce assembly yield and second level reliability. Therefore, it is important to avoid or correct poor wetting defects. This research explored the effects of different temperature conditions on the wetting ability of these pads.

Immersion tin pads exhibit a variety of defects that can cause the assembly process to fail. Unlike dewetting, which is a defect in which the soldering joint is not formed, wetting defects occur when the molten solder does not adhere to the wettable surface of the PCB pads or components. This can result in holes or voids in the solder joints.

Non-wetting defects can also cause serious structural issues. In addition, they may result in poor electrical conductivity, loose components, and poor PCB pad performance.

Plating through hole barrel cracking

This study evaluated the reliability of immersion tin pcb pads through a failure analysis of soldering defects. To do this, we studied the behavior of the intermetallics inside solder joints by SEM. We compared the results of the aged and non-aged assemblies to understand how the intermetallics affect joint reliability.

The results of the investigation show that the electroless nickel coating on immersion tin PCB pads is characterized by deep crevasses and fissures. These open boundaries are attributed to the corrosive environment generated during ENIG plating. This problem can be solved by introducing a nickel controller into the plating process. This countermeasure helps to maintain good wettability in the pad and prevent oxidation.

Liquid fluxes

This failure analysis of soldering defects also includes the analysis of the flux used in the process. The use of different liquid fluxes in the reflow process may lead to different results. One method used for analyzing the effects of flux on soldering defects on immersion tin PCB pads is to assemble the flip-chip assemblies with readout chips on the bottom.

PCB基板の銅めっき発泡の5大原因

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PCB基板の銅めっき発泡の5大原因

PCB基板の銅メッキに発泡が発生する原因は数多くあります。油やほこりの汚染が原因のものもあれば、銅を沈める工程が原因のものもあります。発泡は、化学溶液を必要とするため、他の場所を汚染する可能性があり、どの銅めっきプロセスでも問題となります。また、基板表面の不適切な局所処理が原因で発生することもあります。

マイクロエッチング

マイクロエッチングでは、銅析出物の活性が強すぎるため、孔漏れやブリスターが発生する。また、密着性の低下や塗膜品質の劣化にもつながります。従って、この問題を防ぐには、これらの不純物を除去することが重要である。

銅めっきを行う前に、銅基板は洗浄工程にかけられます。この洗浄工程は、表面の不純物を取り除き、表面を全体的に濡らすために不可欠です。次に、基板を酸溶液で処理し、銅の表面を整えます。続いて銅めっきが行われます。

発泡のもうひとつの原因は、酸脱脂後の不適切な洗浄である。これは、酸脱脂後の不適切な洗浄、光沢剤の調整ミス、銅シリンダーの温度不良などが原因です。そのほか、不適切な洗浄は、基板表面のわずかな酸化にもつながります。

酸化

基板上の銅箔が酸化の影響から十分に保護されていない場合、酸化によってPCB基板の銅めっきに発泡が生じます。この問題は、接着不良や表面の粗さが原因で発生することがあります。また、基板上の銅箔が薄く、基板基材との密着性が低い場合にも発生します。

マイクロエッチングは、銅沈めやパターン電気めっきで採用されるプロセスである。過度の酸化を避けるため、マイクロエッチングは慎重に行う必要がある。過度のエッチングは、オリフィス周辺に気泡を発生させる恐れがあります。酸化が不十分だと、結合不良、発泡、結合力不足につながる。マイクロエッチングは、銅析出の前に1.5～2ミクロン、パターンめっきの前に0.3～1ミクロンの深さで行う必要がある。化学分析によって、必要な深さが達成されていることを確認することができます。

基板加工

PCB 基板の銅メッキ上の発泡は、基板処理の不良が原因となる主要な品質欠陥です。この問題は、基板表面の銅箔が接着不良のために化学銅と密着できない場合に発生します。そのため、基板表面の銅箔にふくれが生じます。その結果、色むらや黒や茶色の酸化が生じます。

銅めっきの工程では、重量のある銅調整剤を使用する必要がある。このような化学液剤は、基板のクロスコンタミネーションを引き起こし、処理効果が悪くなります。これに加えて、基板表面に凹凸ができたり、基板とPCBAアセンブリの接合力が低下したりします。

微小侵食

PCB基板の銅メッキ上の発泡は、2つの大きな要因によって引き起こされる可能性がある。一つ目は不適切な銅めっきプロセスです。銅メッキ工程では、多くの化学薬品や有機溶剤を使用します。銅めっきの処理工程は複雑で、めっき水に含まれる化学物質や油分は有害です。それらは二次汚染、不均一な欠陥、結合の問題を引き起こす可能性があります。銅めっき処理に使用する水は管理され、良質なものでなければなりません。もうひとつ重要なことは、銅めっきの温度です。これは洗浄効果に大きく影響します。

銅板に水と酸素が溶け込むと、微小侵食が起こります。溶解した水と水中の酸素が酸化反応を引き起こし、水酸化第一鉄と呼ばれる化合物を形成します。この酸化プロセスにより、基板の銅メッキから電子が放出されます。

カソード極性の欠如

PCB基板の銅メッキ上の発泡は、一般的な品質欠陥である。PCB基板の製造工程は複雑で、慎重な工程管理が要求される。この工程では、化学的な湿式処理とめっきが行われるため、発泡の原因と影響を注意深く分析する必要があります。この記事では、銅板の発泡の原因とその対策について説明します。

カソード電流密度を決定するため、めっき液のpHレベルも極めて重要である。この要因は、皮膜の析出速度と品質に影響する。pHが低いめっき液は効率が高く、高いpHは効率が低くなる。